إبداع

المدفع الكهرومغناطيسي خصائصه واستخداماته

تحاول الجيوش في جميع أنحاء العالم تطوير مدفع كهرومغناطيسي عملي جاهز لساحة المعركة لأكثر من قرن. هل سيتم سيتم وقف العمل عليها في أي وقت ما؟

المدفع الكهرومغناطيسي
المصدر: Wikimedia Commons

في الآونة الأخيرة، أعلنت البحرية الأمريكية أنها كانت تسحب قابس مدفعها الكهرومغناطيسي المخطط له، مما سيؤدي إلى خسارة 15 عامًا من التطوير و 500 مليون دولار من تكاليف البحث والتطوير.

وفقًا للبيان الرسمي للبحرية، فإنهم يعتزمون إعادة تركيز جهود البحث والتطوير الخاصة بهم نحو تطوير صواريخ تفوق سرعة الصوت وأسلحة طاقة موجهة، حيث تشهد أنواع الأسلحة هذه بالفعل انتشارًا محدودًا في جميع أنحاء العالم اليوم.

ومع ذلك، قد لا يكون هذا هو السبب الوحيد الذي جعل البحرية قررت الانتقال من مدفعها الكهرومغناطيسي المخطط له. طوال فترة التطوير، كافحت البحرية لجعل نماذجها الأولية من المدفع الكهرومغناطيسي فعالة في استخدام الطاقة والموارد. تضمن إطلاق طلقة واحدة من أحد هذه النماذج الأولية تحويل كميات هائلة من الطاقة من السفينة التي تم تخزينها عليها.

عانت المدافع الكهرومغناطيسية التابعة للبحرية أيضًا من مشكلة أخرى مرت بها نماذج أولية أخرى للمدفع الكهرومغناطيسي عبر التاريخ؛ موثوقية رديئة. نظرًا للكم الهائل من القوة المتولدة مع كل طلقة، فإن براميل أو قضبان المدفع الكهرومغناطيسي تبلى بسرعة مذهلة، مما جعل البندقية أقل فعالية وأقل دقة بمرور الوقت دون الاستبدال المستمر لأجزائها.

مقالة ذات صلة: ناقلة الناتو تنفذ هبوط إضطراري بشكل خطير خلال تعبئة الوقود

ما هو المدفع الكهرومغناطيسي؟

ولكن ما هو بالضبط المدفع الكهرومغناطيسي؟ للإجابة على هذا السؤال، يجب أولاً أن نسأل شخصًا آخر: ماذا سيحدث إذا صنع شخص ما سلاحًا كبيرًا حقًا؟

وماذا لو كان هذا السلاح كبيرًا وقويًا لدرجة أن القوة المطلقة لمقذوفته ستكون كافية لإغراق حتى أقوى السفن؟ حسنًا ، سيكون لديك مدفع كهرومغناطيسي.

لقد اشتهرت شركة “Railguns” بالعديد من الأسماء في الخيال العلمي. لقد أطلقوا عليها اسم المحركات الجماعية، والمسرعات المغناطيسية، ولا سيما في مدافع يوم القيامة و غوس. بغض النظر عما تم تسميته، فقد تم تصويره باستمرار على أنه سلاح مقذوف يستخدم القوة الكهرومغناطيسية لإطلاق مقذوفاته بسرعات عالية للغاية.

مقالة ذات صلة: الطوربيد الصيني النووي فائق المدى

ما مدى سرعة إطلاق المدفع؟

حسب التصميم، تهدف المدافع الكهرومغناطيسية إلى أن تكون من بين أقوى قاذفات المقذوفات في العالم. تم تصميم المدفع لإطلاق المقذوفات نحو هدفها بسرعات عدة مرات أسرع من سرعة الصوت.

للتوضيح، كان النموذج الأولي للمدفع الكهرومغناطيسي التابع للبحرية الأمريكية قادرًا على إطلاق مقذوفاته بسرعة ماخ ستة – أسرع بست مرات من سرعة الصوت. هذا ما يقرب من 8690.45 كم / ساعة، أسرع من أي سلاح آخر على هذا الكوكب.

إلى أي مدى يمكن أن يطلق المدفع؟

يرتبط المدى الفعال للمدفع الكهرومغناطيسي ارتباطًا وثيقًا بالسرعة التي يمكنه بها إطلاق قذيفة. من المفهوم أن المدافع الكهرومغناطيسية البرية أو المرتكزة على السفن ذات قدرات Mach 6 لها نطاقات فعالة تبلغ حوالي 202.7 كم أو 177.02 كم في البحر.

مقالة ذات صلة: قاذف القنابل الأوتوماتيكي الجديد صمم مثل البندقية الهجومية

تاريخ موجز للمدفع الكهرومغناطيسي

عندما قدم المخترع الفرنسي أندريه لويس أوكتاف فوشون-فيلبليه لأول مرة مفهوم المدفع الكهرومغناطيسي للعالم بنموذج أولي وظيفي صغير الحجم لمدفع كهربائي في عام 1918 ، لاحظ العديد من مهندسي الأسلحة حول العالم وبدأوا العمل على مستقبلهم الخاص. المدافع الكهرومغناطيسية.

لم يكن هناك شيء حتى الحرب العالمية الثانية، عندما رأينا خططًا لمدفع كهرومغناطيسي يعمل بكامل طاقته وجاهز للقتال. اقترح المهندس الألماني يواكيم هانسلر إنشاء ما كان في الأساس مدفع – وهو وضع مدفع مضاد للهواء يعمل بالطاقة الكهرومغناطيسية. كان من المقرر أن يكون هذا تكرارًا لتصميم فيلبليه قبل عقود، “مدفع” يستخدم تيارًا مشحونًا لدفع مقذوفاته إلى الأمام.

ولكن هذا هو كل ما فكر به هانسلر في النهاية: تصميم. لم يتم بناء مدفع هانسلر الكهرومغناطيسي أبدًا. على الرغم من ذلك، سرعان ما انتشر الخبر حول هذا التصميم الثوري الجديد للسلاح. المصيد؟ على الرغم من أن السلاح ممكن نظريًا، إلا أن تكلفة الطاقة المطلقة والمتطلبات التشغيلية ضمنت أن الأسلحة من هذا النوع لن تشهد تطورًا لبعض الوقت.

هذا المدفع الكهرومغناطيسي الافتراضي، في مجموعة المواصفات المقترحة، سيستخدم طاقة كافية عند إطلاق طلقة واحدة لتشغيل نصف شيكاغو. منذ ذلك الحين، كانت هناك محاولات متعددة من قبل الجيوش في جميع أنحاء العالم لإخراج نموذج أولي عملي من لوحة الرسم إلى ساحة المعركة.

ربما يكون أحدث مثال على محاولة عسكرية لإدخال مدفع كهرومغناطيسي عامل فعليًا في ترسانته هو أحدث مثال على ذلك، وهو مشروع المدفع الكهرومغناطيسي التابع للبحرية الأمريكية والذي تبلغ تكلفته 500 مليون دولار. على الرغم من تقدم البحث والتطوير بدرجة كافية لدرجة أنه تم بناء العديد من النماذج الأولية الوظيفية، قررت البحرية الأمريكية مؤخرًا سحب القابس في مشروعها الطموح.

مقالة ذات صلة: طائرة سلاح الجو الأول بوينغ الجديدة التي تبلغ تكلفتها 3.9 مليار دولار تأخرت عامين.

كيف يعمل المدفع؟

كما يوحي اسمه، يستخدم المدفع الطاقة الكهرومغناطيسية لإطلاق مقذوفاته. هذا يجعله أقرب في التصميم إلى دائرة كهربائية كبيرة من البندقية.

يتكون المدفع من ثلاثة مكونات رئيسية: مزود الطاقة، والقضبان، وحديد التسليح.

مصدر الطاقة هو ما يوصل التيار إلى المدفع الكهرومغناطيسي. يتكون هذا التيار من ملايين فولتات من الكهرباء. تأتي ملايين الفولتات من الكهرباء من مصدر الطاقة، والذي يتم إرساله أولاً إلى السكة الموجبة.

القضبان – حيث حصل المدفع الكهرومغناطيسي على اسمه – هي أطوال معدن عالي التوصيل يمر عبره التيار لشحن القذيفة. هم في الأساس مغناطيس عملاق، وعلى هذا النحو، لديهم سكة موجبة من جانب وسكة سالبة من ناحية أخرى.

بعد أن يمر التيار عبر القضيب الموجب، فإنه يشق طريقه نحو عضو الإنتاج، الذي يسد الفجوة بين القضيبين. هذا هو المكان الذي يتم فيه تخزين المقذوف. عند هذه النقطة، يمكن للتيار أن يتحرك نحو السكة السالبة، ويعود في النهاية إلى مصدر الطاقة.

مع كل هذا التيار الذي يدور في جميع أنحاء النظام، يتشكل مجال مغناطيسي قوي ومعه قوة مغناطيسية. مثل أي قوة أخرى، لها مقدار واتجاه. في المدفع الكهرومغناطيسي، يتم شحن هذه القوة المغناطيسية حتى تصل إلى مستويات حرجة، ويتم استخدامها لإطلاق مقذوفات للأمام بكميات هائلة من القوة.

على الرغم من إمكاناتها الهائلة في كل من القتال البحري وأرض جو، لم تستطع البحرية التعامل مع عيوب المدفع الكهرومغناطيسي العديدة. نظرًا لكيفية عمل المدافع الكهرومغناطيسية، فإن العديد من هذه العيوب لا يمكن تجنبها للأسف.

مقالة ذات صلة: إليوشن II-80: إليكم كل ما نعرفه عن طائرة يوم القيامة الروسية

المستقبل المحتمل للمدافع الكهرومغناطيسية

تشير التقارير الأخيرة إلى أن الصين تعتزم المتابعة من حيث توقفت البحرية الأمريكية، من خلال اتخاذهم لمدفع كهرومغناطيسي. لقد قاموا أيضًا ببناء واختبار نماذج أولية وظيفية للمدفع في عرض البحر. الآن كل ما تبقى هو جعلها قوية بما يكفي لتحمل المتطلبات التشغيلية.

أخذ الباحثون الصينيون إشارات من مشاريع المدافع الكهرومغناطيسية السابقة للتوصل إلى تصميم ليس وظيفيًا فحسب، بل عمليًا وفعالًا أيضًا. على سبيل المثال، للتحايل على تآكل البرميل الذي يواجهه المدفع التابع للبحرية، فقد أجروا تجارب باستخدام معدن سائل، وهو مادة تبريد عالية التوصيل ، لتقليل التآكل والتمزق في ماسورة المدفع.

وفقًا لتقاريرهم، لن تكون مدافعهم الكهرومغناطيسي أكثر عملية من سلاح البحرية فحسب، بل سيطلق أيضًا مقذوفات بسرعات أعلى ومدى أكبر أيضًا. أطلق نموذجهم الأولي قذيفة بسرعة ماخ 7 ، وضرب هدفًا على بعد 250 كم.

مقالة ذات صلة: أف-35 لايتنيغ مشروع الولايات المتحدة الأضخم على الإطلاق

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى